Des scientifiques de l'Université de Waterloo (Canada) programment des bactéries génétiquement modifiées pour pénétrer profondément dans les tumeurs solides afin de consommer des nutriments. Étant donné que le noyau tumoral manque souvent d'oxygène, c'est un environnement idéal pour le développement de micro-organismes anaérobies.
Grâce à l'intervention génétique, le groupe d'experts crée une attaque biologique méticuleuse, ouvrant de nouveaux espoirs pour la feuille de route du traitement du cancer, selon Science Daily le 23 février.
Le point central de l'étude est Clostridium sporogenes, un type de bactérie que l'on trouve couramment dans le sol. La caractéristique naturelle de cette espèce est qu'elle n'existe que dans des environnements totalement anaérobies. Pendant ce temps, les centres des tumeurs spécifiques sont constitués de cellules mortes et de carences en oxygène, ce qui crée des conditions parfaites pour le clonage bactérien.
Les spores bactériennes pénètrent dans la tumeur, trouvent un environnement riche en nutriments et sans oxygène. Ici, elles commencent à consommer des nutriments et grandissent progressivement", a déclaré le Dr Marc Aucoin, professeur à l'université de Waterloo. "Nous permettons aux bactéries de s'installer dans cet espace et, fondamentalement, elles aideront le corps à éliminer la tumeur".
Le plus grand défi est que lorsque les bactéries se propagent à la périphérie de la tumeur - où il y a de l'oxygène - elles meurent avant d'avoir le temps de détruire toutes les cellules cancéreuses. Pour y remédier, les scientifiques ont inséré un gène résistant à l'oxygène d'une espèce bactérienne apparentée dans le code génétique de Clostridium sporogenes. Cependant, si ce gène est activé trop tôt, les bactéries peuvent se développer dans le sang, ce qui est dangereux.
Pour résoudre le problème, le groupe de recherche a utilisé le mécanisme de "perception de la densité" (quorum sensing). Les bactéries sécréteront continuellement des signaux chimiques; ce n'est que lorsque la densité bactérienne atteint un niveau suffisamment élevé à l'intérieur de la tumeur que le système active le gène antioxygène. Ce mécanisme garantit que les bactéries n'activent leur capacité de survie que lorsque cela est vraiment nécessaire.
L'équipe de recherche applique la biologie synthétique pour concevoir des bactéries fonctionnant avec précision comme un circuit imprimé. "Nous construisons une structure similaire à un circuit électrique, mais au lieu de câbles, nous utilisons des segments d'ADN. Chaque segment d'ADN assume une tâche distincte, aidant le système à fonctionner de manière stable" - a partagé le Dr Brian Ingalls, professeur de mathématiques appliquées à l'Université de Waterloo.
Après avoir testé avec succès la capacité de fluorescence pour confirmer le moment de l'activation du gène, l'étape suivante du projet consiste à intégrer l'ensemble du système de contrôle dans une seule bactérie pour l'évaluation dans les essais précliniques.
La recherche est le résultat d'une collaboration multidisciplinaire entre l'Université de Waterloo et le Centre de recherche en microbiologie environnementale de Toronto (Canada), visant à transformer la découverte scientifique en une solution médicale pratique pour l'homme.
En cas de succès, cette méthode pourrait ouvrir une nouvelle approche du traitement du cancer: utiliser des micro-organismes bien programmés pour attaquer la tumeur de l'intérieur - où les méthodes traditionnelles sont souvent difficiles d'accès.
